Metalele sunt substanţe solide la temperatură obişnuită, cu excepţia mercurului care este lichid la această temperatură.
Punctele de topire şi de fierbere ale metalelor se înscriu într-o plajă largă, între valorile caracteristice mercurului, respectiv cele ale wolframului: Mercurul are punctul de topire de –38,84oC şi punctul de fierbere de 357oC iar wolframul are punctul de topire de 3410oC şi punctul de fierbere de 5930oC. În mod obişnuit metalele care au temperaturi de topire sub 1000oC se numesc metale uşor fuzibile (metalele alcaline, alcalino-pământoase, metalele pământoase, germaniu, staniu, plumb, bismut, zinc, cadmiu, argint) iar cele ale căror temperaturi de topire sunt peste 1000oC se numesc metale greu fuzibile sau refractare. Prin răcirea ultrarapidă a topiturilor de metale se obţin metalele în stare amorfă denumite sticle metalice. Densitatea metalelor, exprimată în g/cm3, este cuprinsă între 0,53 pentru litiu şi 22,65 pentru iridiu. Metalele cu densitatea mai mică decât 5 g/cm3 se numesc metale uşoare (metalele alcaline, metalele alcalino-pământoase, aluminiu, scandiu, ytriu, titan) iar cele cu densitate mai mare de 5 g/cm3 se numesc metale grele. Majoritatea metalelor, în stare compactă, sunt albe-cenuşii, adică absorb proporţional toate componentele luminii albe. Puţine metale, în stare compactă, sunt colorate: aurul – galben auriu, cupru – roşu arămiu, plumbul – alb cu reflexe albăstrui, bismutul – alb cu reflexe roz, sodiu – alb cu reflexe gălbui ş.a. În stare de pulbere, metalele au culoarea cenuşiu închis până la negru cu excepţia aurului care este galben, a cuprului care este roşiatic spre negru, a aluminiului şi a magneziului care sunt argintii. În stare compactă - şi unele numai în tăietură proaspătă – metalele prezintă luciu metalic şi sunt opace, datorită structurii lor cu electroni liberi care reflectă radiaţia luminoasă şi o transformă în căldură. Proprietăţi fizico-mecanice ale unor metale
Metal , Simbol
Tt [oC]
Tf [oC]
r293K
[g/cm3]
k295K.10-4
[S/cm]
Duritate Brinell [kg/mm2]
E*) .10-6 [kg/cm2]
Aluminiu, Al
660,2
2450
2,703
36,5
16
0,77
Argint, Ag
960,5
2177
10,5
62,1
25
0,82
Aur, Au
1063,4
2530
19,28
45,5
18,5
0,79
Beriliu, Be
1284
2967
1,85
30,8
110
-
Cadmiu, Cd
320,9
767
8,65
13,8
16
0,516
Cobalt, Co
1480
3135
8,8
17,2
132
2,04
Crom, Cr
1800
2327
7,2
7,8
70 - 90
-
Cupru, Cu
1083
2595
8,95
58,8
37,4- 42
1,17
Fier, Fe
1535
2880
7,86
10,2
60 - 70
2,10
Litiu, Li
179
1372
0,534
10,7
-
-
Magneziu,Mg
651
1107
1,74
23,3
30 - 40
0,43
Mangan, Mn
1244
2027
7,46a 7,24b 7,21g
0,1408a 1,098b 4,35g
210 - -
- - -
Mercur, Hg
-38,87
356,9
13,55
1,06
-
-
Molibden, Mo
2622
4727
10,2
18,9
160
-
Nichel, Ni
1455
3080
8,9
14,3
73
2,2
Osmiu, Os
2700
>5300
22,5
11,0
-
-
Paladiu, Pd
1555
3800
12,16
9,19
61
1,15
Platină, Pt
1773,5
4200-4500
21,4
9,6
50
1,7
Plumb, Pb
327,4
1750
11,34
4,8
3,8– 4,2
0,18
Potasiu, K
63,5
776
0,862
13,9
0,037
-
Reniu, Re
3440
5870
21,0
5,4
250
-
Ruteniu, Ru
2450
4500
12,45
13,5
220
-
Sodiu, Na
97,7
883
0,971
23,3
0,07
-
Staniu, Sn
231,9
2430
7,29a 5,85b
8,7
4,5– 5,2
0,415
Tantal, Ta
2850
5300
16,6
8,1
40
1,92
Titan, Ti
1725
3400
4,5
2,3
160
1,17
Toriu, Th
1827
3530
11,7
6,6
40
-
Uraniu, U
1150
3500
19,3
3,9
477
-
Vanadiu, V
1700
3000
6,0
5,0
264
-
Wolfram, W
3377
6000
19,35
18,9
350
3,9
Zinc, Zn
419,5
906
7,13
16,9
32,7
1,3
Zirconiu, Zr
1930
>2900
6,52
2,4
80
Duritatea este proprietatea metalelor de a opune rezistenţă la zgâriere sau la pătrunderea unui vârf ascuţit în masa lor. Duritatea se măsoară prin deformarea permanentă şi se exprimă în unităţi Brinell, Vickers, Rockewell sau în scara mineralogică a lui Mohs, în care talcului i s-a atribuit duritatea 1 şi diamantului duritatea 10, celelalte minerale având durităţi intermediare. În funcţie de duritate, metalele se clasifică în metale moi (metalele alcaline, alcalino-pământoase, staniu, plumb, zinc, bismut) şi metale dure (crom, mangan, cobalt, reniu, osmiu ş.a.) Majoritatea metalelor, sub acţiunea forţelor exterioare, se pot deforma elastic (reversibil) prin modificarea distanţelor dintre atomii reţelei cristaline sau plastic (permanent) prin deplasarea unor părţi ale cristalelor din reţea în raport cu altele. Rigiditatea este proprietatea metalelor de a opune rezistenţă la deformare. Plasticitatea este proprietatea metalelor şi aliajelor de a fi prelucrate fără a se fisura sau fără a se sfărâma, păstrându-şi deformaţia şi după încetarea acţiunii forţelor exterioare. Aurul este cel mai plastic metal, urmat fiind de argint, platină, magneziu, aluminiu, plumb, staniu, niobiu, tantal, hafniu, cupru. Metalele crom, titan, a-mangan, zincul tehnic, germaniu, osmiu, ruteniul, iridiu nu pot fi prelucrate sub presiune şi se numesc metale casante. Maleabilitatea este proprietatea metalelor şi a aliajelor de a putea fi prelucrate prin tragere în foi prin operaţia numită laminare. Din aur, argint, aluminiu, platină, cupru, nichel şi tantal se pot trage foiţe cu grosimea de câţiva microni. Ductilitatea este proprietatea metalelor şi a aliajelor de a fi trase în fire, în operaţia numită trefilare. Cele mai ductile metale sunt aurul, argintul, platina, nichelul şi tantalul. Dintr-un gram de aur, respectiv un gram de argint se pot trage fire cu lungimea de 2000 m, respectiv 1800 m. Plumbul este un metal maleabil dar foarte puţin ductil. Tenacitatea este proprietatea metalelor de a opune rezistenţă la rupere.
Metalele sunt substanţe solide la temperatură obişnuită, cu excepţia mercurului care este lichid la această temperatură.
Punctele de topire şi de fierbere ale metalelor se înscriu într-o plajă largă, între valorile caracteristice mercurului, respectiv cele ale wolframului: Mercurul are punctul de topire de –38,84oC şi punctul de fierbere de 357oC iar wolframul are punctul de topire de 3410oC şi punctul de fierbere de 5930oC. În mod obişnuit metalele care au temperaturi de topire sub 1000oC se numesc metale uşor fuzibile (metalele alcaline, alcalino-pământoase, metalele pământoase, germaniu, staniu, plumb, bismut, zinc, cadmiu, argint) iar cele ale căror temperaturi de topire sunt peste 1000oC se numesc metale greu fuzibile sau refractare.
Prin răcirea ultrarapidă a topiturilor de metale se obţin metalele în stare amorfă denumite sticle metalice.
Densitatea metalelor, exprimată în g/cm3, este cuprinsă între 0,53 pentru litiu şi 22,65 pentru iridiu. Metalele cu densitatea mai mică decât 5 g/cm3 se numesc metale uşoare (metalele alcaline, metalele alcalino-pământoase, aluminiu, scandiu, ytriu, titan) iar cele cu densitate mai mare de 5 g/cm3 se numesc metale grele.
Majoritatea metalelor, în stare compactă, sunt albe-cenuşii, adică absorb proporţional toate componentele luminii albe. Puţine metale, în stare compactă, sunt colorate: aurul – galben auriu, cupru – roşu arămiu, plumbul – alb cu reflexe albăstrui, bismutul – alb cu reflexe roz, sodiu – alb cu reflexe gălbui ş.a. În stare de pulbere, metalele au culoarea cenuşiu închis până la negru cu excepţia aurului care este galben, a cuprului care este roşiatic spre negru, a aluminiului şi a magneziului care sunt argintii. În stare compactă - şi unele numai în tăietură proaspătă – metalele prezintă luciu metalic şi sunt opace, datorită structurii lor cu electroni liberi care reflectă radiaţia luminoasă şi o transformă în căldură.
Proprietăţi fizico-mecanice ale unor metale
Metal ,
Simbol
[oC]
[oC]
[g/cm3]
[S/cm]
Brinell
[kg/mm2]
[kg/cm2]
7,24b
7,21g
1,098b
4,35g
-
-
-
-
Duritatea este proprietatea metalelor de a opune rezistenţă la zgâriere sau la pătrunderea unui vârf ascuţit în masa lor.
Duritatea se măsoară prin deformarea permanentă şi se exprimă în unităţi Brinell, Vickers, Rockewell sau în scara mineralogică a lui Mohs, în care talcului i s-a atribuit duritatea 1 şi diamantului duritatea 10, celelalte minerale având durităţi intermediare. În funcţie de duritate, metalele se clasifică în metale moi (metalele alcaline, alcalino-pământoase, staniu, plumb, zinc, bismut) şi metale dure (crom, mangan, cobalt, reniu, osmiu ş.a.)
Majoritatea metalelor, sub acţiunea forţelor exterioare, se pot deforma elastic (reversibil) prin modificarea distanţelor dintre atomii reţelei cristaline sau plastic (permanent) prin deplasarea unor părţi ale cristalelor din reţea în raport cu altele. Rigiditatea este proprietatea metalelor de a opune rezistenţă la deformare.
Plasticitatea este proprietatea metalelor şi aliajelor de a fi prelucrate fără a se fisura sau fără a se sfărâma, păstrându-şi deformaţia şi după încetarea acţiunii forţelor exterioare. Aurul este cel mai plastic metal, urmat fiind de argint, platină, magneziu, aluminiu, plumb, staniu, niobiu, tantal, hafniu, cupru. Metalele crom, titan, a-mangan, zincul tehnic, germaniu, osmiu, ruteniul, iridiu nu pot fi prelucrate sub presiune şi se numesc metale casante.
Maleabilitatea este proprietatea metalelor şi a aliajelor de a putea fi prelucrate prin tragere în foi prin operaţia numită laminare. Din aur, argint, aluminiu, platină, cupru, nichel şi tantal se pot trage foiţe cu grosimea de câţiva microni.
Ductilitatea este proprietatea metalelor şi a aliajelor de a fi trase în fire, în operaţia numită trefilare. Cele mai ductile metale sunt aurul, argintul, platina, nichelul şi tantalul. Dintr-un gram de aur, respectiv un gram de argint se pot trage fire cu lungimea de 2000 m, respectiv 1800 m. Plumbul este un metal maleabil dar foarte puţin ductil.
Tenacitatea este proprietatea metalelor de a opune rezistenţă la rupere.